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CleanUs

FSE Lorraine et Massif des Vosges) et la Région Grand EST.

La salissure de tous les systèmes industriels utilisant de l’eau est largement reconnue depuis des dizaines d’années et décrite selon les situations sous les termes de fouling, bio-fouling, entartrage, biofilm, colmatage, embouage… Ces salissures ont un impact technique, économique et environnemental très négatif car elles imposent des arrêts de process plus ou moins fréquents, des programmes de nettoyage coûteux et souvent l’usage de produits de nettoyage peu respectueux de l’environnement. De ce fait, dans le cadre d’un développement durable, la mise au point de procédés alternatifs peu coûteux, robustes et éco-compatibles, représente un champ d’investigation toujours très actif autour de nouveaux matériaux anti-dépôts, de la chimie douce et verte, de techniques physico-chimiques non conventionnelles (électro-magnétisme, ultrasons, …).

Dans ce contexte, l’objectif du projet CleanUS (soutenu par l’union européenne : FEDER-FSE Lorraine et Massif des Vosges, la Région Grand EST, et labellisé par le Pôle de compétitivité HYDREOS) était d’étudier l’impact des ultrasons sur la formation de tartre et de biofilms sur des matériaux en contact avec l’eau. Cette technologie développée en particulier dans le cadre du projet européen Cleanship (FP7 2007-2013) met en œuvre des ‘ultrasons de puissance’ selon une technologie appropriée utilisant des ondes guidées symétriques et asymétriques se propageant dans le matériau parallèlement à l’interface eau-matériau dans lequel elles se propagent.

Le projet CleanUS a été organisé pour traiter en continu par des ultrasons des échangeurs de chaleur et des canalisations de transport d’eau potable, afin de limiter leur embouage ou leur salissure par du tartre et des biofilms (dépôts organo-minéraux). L’utilisation d’ultrasons pour limiter la formation de ces dépôts promettait d’être peu coûteuse en énergie, non salissante, et suffisamment efficace pour diminuer la fréquence des interventions de nettoyage. Ces différents critères expliquaient notre intérêt pour cette méthodologie et la mise en oeuvre de ce projet expérimental à l’échelle laboratoire et sur site industriel.

Le projet de 12 mois s’est déroulé du 01/06/2016 au 31/05/2017 avec prolongation jusqu’au 30/11/2017. Les essais expérimentaux ont été conduits par un consortium composé d’une unité de recherche mixte du CNRS (Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour l’Environnement, LCPME, Nancy, F), et des sociétés SO.GE.EAU (Gérardmer, F), et ASCO INDUSTRIES (Hagondange, F). Les générateurs d’ultrasons ont été fournis par la société SOFCHEM (Rueil Malmaison, F), et la société PLANT INTEGRITY (Cambridge, UK).

Les résultats extrêmement encourageants obtenus au terme du projet CleanUS montrent l’intérêt des ultrasons pour limiter la formation de dépôts de tartre et de biofilms dans les échangeurs de chaleur et dans les canalisations d’eau. Le potentiel de cette technique de prévention est élevé et devrait permettre de réduire d’une manière très significative les interventions de nettoyage. Ce projet a été organisé pour fournir une preuve de concept. Il ne permet pas d’expliquer les mécanismes par lesquels les ultrasons limitent de dépôt de tartre ou le développement de biofilms bactériens sur les parois des canalisations. Ces mécanismes ainsi que la dispersion des ultrasons nécessiteront des développement ultérieurs afin d’optimiser la puissance utilisée et le positionnement des générateurs d’ultrasons sur les systèmes industriels à traiter.

Contact : Laurence Mathieu